DE4410865A1 - Control of pump used to circulate hot water to provide heating - Google Patents

Control of pump used to circulate hot water to provide heating

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Abstract

To control a circulating pump, detectors for flow, flow noise, pressure or temperature are used. The pump is switched off after a certain running period and switched back on again a certain time later. The switching back on is prevented if the fluid temperature is too high.

Description

Die Erfindung betrifft die Steuerung einer Umwälzpumpe mit einer Zeitschaltuhr. Die Umwälzpumpe wälzt in einer Leitung, welche mit einer Zirkulationsleitung verbunden ist, oder in einer Ringleitung ein Medium um, so daß dieses an den Entnahmestellen bei Bedarf in dem gewünschten Zustand ansteht.The invention relates to the control of a circulation pump a timer. The circulation pump circulates in a line, which is connected to a circulation line, or in a loop around a medium, so that this to the Tapping points in the desired condition if required pending.

Sie bezieht sich auf das Problem, daß mit einer Zeitschaltuhr eine feste Koppelung zwischen Bedarf und Betrieb der Umwälzpumpe nicht möglich ist.It relates to the problem that with a Time switch a tight coupling between demand and Operation of the circulation pump is not possible.

Bei der zentralen Brauchwasserbereitung in Durchfluß-Wasser­ erwärmern und Speicher-Wassererwärmern wird das Brauch­ wasser zu den Zapfstellen (z. B. in Bädern, Küche und Toiletten) in einer wärmegedämmten Brauchwasserleitung geführt. Das Brauchwasser kühlt bei längerem Stehen in den Rohren trotz guter Isolierung ab. Dadurch wird an den Zapfstellen zunächst kaltes Wasser austreten. Um dies zu vermeiden baut man Zirkulationsleitungen, damit das Wasser durch unterschiedliche Dichte oder eine Umwälzpumpe zirkulieren kann. Die Umwälzpumpe wird bevorzugt in die Zirkulationsleitung eingebaut.For central process water preparation in flow-through water warm up and DHW heating becomes the custom water to the taps (e.g. in bathrooms, kitchens and Toilets) in a thermally insulated service water pipe guided. The domestic water cools in the Pipes off despite good insulation. As a result, the First dispense cold water. To do this avoid building circulation pipes so that the water through different densities or a circulation pump can circulate. The circulation pump is preferred in the Circulation line installed.

Bekannt ist, daß zur Reduzierung der hohen Wärmeverluste in den Brauchwasserleitungen eine Unterbrechung der Zirkula­ tion, entsprechend der Heizungsanlagen-Verordnung, in be­ triebsarmen Zeiten, z. B. während der Nacht, durch eine gesteuerte Umwälzpumpe mit Zeitschaltuhr vorgenommen wird. Ferner ist bekannt, daß zur Reduzierung der hohen Wärme­ verluste auf die Zirkulationsleitung und die Umwälzpumpe verzichtet wird, wodurch die Länge der Leitungen reduziert wird. Dabei wird die verbleibende Brauchwasserleitung unter der Isolierung mit einem Heizband versehen, welches die Wärmeverluste ausgleicht (H. Appold und J. Widmann, Technologie für Zentralheizungs- und Lüftungsbauer, Verlag Handwerk und Technik GmbH, Hamburg 1988, S. 113).It is known that in order to reduce the high heat losses in the hot water pipes an interruption of the circula tion, according to the heating systems regulation, in be low-driving times, e.g. B. during the night, by a controlled circulation pump with timer. It is also known to reduce high heat losses on the circulation line and the circulation pump is omitted, which reduces the length of the lines becomes. The remaining process water pipe is under the insulation with a heating tape, which the Compensates for heat losses (H. Appold and J. Widmann, Technology for central heating and ventilation engineers, publisher Handwerk und Technik GmbH, Hamburg 1988, p. 113).

Durch beide Vorrichtungen werden Stromkosten aufgewandt, um Wärmeverluste auszugleichen. Bei Verwendung einer Zeit­ schaltuhr für die Steuerung der Umwälzpumpe wird zusätzlich in Kauf genommen, daß außerhalb der Betriebszeiten zunächst kaltes Wasser gezapft wird, bevor das erwünschte Warmwasser zur Verfügung steht. Dadurch tritt nicht nur ein Komfortverlust ein, sondern es wird auch Wasser verschwendet. Dem Heizband haftet zusätzlich der Nachteil an, daß es nachträglich nicht installiert werden kann.Both devices incur electricity costs to Compensate for heat losses. When using a time timer for the control of the circulation pump is also added accepted that outside of the operating hours initially cold water is tapped before the desired hot water is available. It doesn't just happen Loss of comfort, but it also becomes water wasted. The heating tape also has the disadvantage indicates that it cannot be installed afterwards.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche - bei einem Installationsaufwand, der den nachträglichen Einbau in bestehende Anlagen ermöglicht - die Energieverschwendung (elektrische und Wärmeenergie) und Wasserverschwendung beseitigt und gleichzeitig ohne Komfort­ verlust das Warmwasser immer dann an den Zapfstellen bereit­ stellt, wenn gezapft wird.The invention has for its object a device to create which - with an installation effort that enables retrofitting in existing systems - energy waste (electrical and thermal energy) and Wasted water and at the same time without comfort the hot water is always lost at the tap poses when tapping.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuerung der Umwälzpumpe mit einem oder mehreren Mitteln zur Aufnahme von Schaltsignalen aus dem Medium ausgerüstet ist. Die Erfindung beruht demnach auf dem Gedanken, das Medium als Signalleitung von den Zapfstellen zu dem Mittel zur Aufnahme von Schaltsignalen zu benutzen. Dadurch wird erreicht, daß die Steuerung die Umwälzpumpe - ohne kost­ spielige und nachträglich nicht installierbare Vorrichtungen - durch das Betätigen der Zapfstelle nur bei Bedarf ein­ schaltet.According to the invention the object is achieved in that the Control of the circulation pump with one or more means equipped to receive switching signals from the medium is. The invention is therefore based on the idea that Medium as signal line from the tap to the medium to be used to record switching signals. This will achieved that the control of the circulation pump - without cost playful and subsequently not installable devices - by pressing the tap only when necessary switches.

In einfacher Weise kann die Erfindung z. B. mit einem Strömungswächter und/oder mit einem oder mehreren Tempe­ raturfühlern ausgeführt werde.In a simple manner, the invention can, for. B. with a Flow switch and / or with one or more tempe rature sensors are carried out.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnungen und Funktionsschemas erläutert. Ge­ wählt wurde der Einsatz in zentralen Wassererwärmungsanlagen für den Wohnbereich, weil dort ein großes Sparpotential für Energie und Wasser liegt.Two embodiments of the invention are based on the attached drawings and functional diagrams explained. Ge use in central water heating systems was chosen for the living area because there is great savings potential for There is energy and water.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 Die für die Beschreibung wesentlichen Elemente und eine Einbausituation, beim Einsatz eines Strömungswächters. Fig. 1 The essential elements for the description and an installation situation when using a flow switch.

Fig. 2 Funktionsablaufschema beim Einsatz eines Strömungs­ wächters. Fig. 2 functional flow diagram when using a flow monitor.

Fig. 3 Die für die Beschreibung wesentlichen Elemente und eine Einbausituation, beim Einsatz eines Temperaturfühlers. Fig. 3 The essential elements for the description and an installation situation when using a temperature sensor.

Fig. 4 Funktionsablaufschema beim Einsatz eines Temperatur­ fühlers. Fig. 4 functional flow diagram when using a temperature sensor.

Erläuterung der Steuerung gemäß Fig. 1:
Die Umwälzpumpe 1 ist in die Zirkulationsleitung 2 eingebaut. In der Brauchwasserleitung 3 sind der Strömungswächter 4 und eine Zapfstelle 5 eingebaut. Wird die Zapfstelle 5 geöffnet, registriert der Strömungswächter 4 die Strömung als Schalt­ signal. Das Signal des Strömungswächters 4 setzt über das ge­ schlossene Zeitrelais 6 das Zeitrelais 7 in Gang, welches das Schütz 8 schließt und dadurch die Umwälzpumpe 1 für eine vorgegebene Zeit in Betrieb nimmt, die erforderlich ist, um die Brauchwasserleitung 3 mit warmem Wasser zu füllen. Durch das Schließen des Schütz 8 wird das Zeitrelais 6 ausgelöst, welches sich für die Abkühlzeit des Wassers in der Brauchwasserleitung 3 öffnet. Dadurch wird bei kurz aufein­ anderfolgenden Zapfvorgängen das Wiedereinschalten der Um­ wälzpumpe 1 verhindert.
Explanation of the control according to FIG. 1:
The circulation pump 1 is installed in the circulation line 2 . The flow switch 4 and a tap 5 are installed in the service water line 3 . If the tap 5 is opened, the flow switch 4 registers the flow as a switching signal. The signal of the flow switch 4 sets the time relay 7 in motion via the closed time relay 6 , which closes the contactor 8 and thereby puts the circulation pump 1 into operation for a predetermined time, which is required to fill the service water line 3 with warm water. Closing the contactor 8 triggers the timing relay 6 , which opens for the cooling time of the water in the service water line 3 . This prevents the recirculation pump 1 from being switched on again in the event of a short tap.

Der hier vorgesehene Einbau der Umwälzpumpe in die Zirkulationsleitung ist nicht zwingend, sondern folgt den gegenwärtigen Gepflogenheiten. Vorteilhafter ist es die Umwälzpumpe in die Brauchwasserleitung einzubauen, weil dann der Strömungswächter in die Umwälzpumpe integriert werden kann, wodurch zusätzliche Montagearbeiten entfallen.The proposed installation of the circulation pump in the Circulation management is not mandatory, but follows it current customs. It is more advantageous Install the circulation pump in the domestic water pipe because then the flow switch can be integrated into the circulation pump can, which eliminates additional assembly work.

Der Funktionsablauf gemäß Fig. 2 ist folgender:
Zum Zeitpunkt t0 sind die Zapfstelle 5 und das Zeitrelais 6 geschlossen. Wenn zum Zeitpunkt t1 die Zapfstelle 5 geöffnet wird, wird das Schütz 8 für die Dauer t2-t1 geschlossen und die Umwälzpumpe 1 geht für die gleiche Dauer in Betrieb. Durch das Schließen des Schützes 8 wird das Zeitrelais 6 für die Dauer t3-t1 geöffnet, wodurch das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 1 in diesem Zeitraum bei wiederholtem Öffnen der Zapfstelle 5 unterbleibt. Nach Ablauf der Zeit t3-t1 ist die Ausgangssituation wieder hergestellt. Die Betriebsdauer t2-t1 der Umwälzpumpe hängt vom Förderstrom der Pumpe und den Ab­ messungen der Brauchwasserleitung ab. Bei einem angenommenem Förderstrom von 2 m³/h und einem Rohrinnendurchmesser von 2 cm beträgt die reine Füllzeit der Brauchwasserleitung 0,6 sec pro Meter Rohrlänge. Dies ist für das gewählte Beispiel als Mindestlaufzeit anzusehen. Um die Aufheizung des Rohr­ werkstoffes ebenfalls abzudecken muß die Laufzeit um den Faktor 3 verlängert werden. Die Dauer t3-t1 bis zur Freigabe des Wiedereinschaltens der Pumpe hängt dann von der Qualität der Wärmedämmung der Brauchwasserleitung ab. Bei Dämmung der Brauchwasserleitung gemäß Heizungsanlagen-Verordnung beträgt die Dauer t3-t1 für das vorgegebene Beispiel 30 min.
. The functional sequence of Figure 2 is as follows:
At time t0, the tap 5 and the timing relay 6 are closed. If the tap 5 is opened at the time t1, the contactor 8 is closed for the duration t2-t1 and the circulating pump 1 goes into operation for the same duration. When the contactor 8 is closed, the time relay 6 is opened for the duration t3-t1, as a result of which the circulation pump 1 is not switched on again during this period when the tap 5 is opened repeatedly. After the time t3-t1, the starting situation is restored. The operating time t2-t1 of the circulation pump depends on the flow rate of the pump and the dimensions of the hot water pipe. Assuming a flow rate of 2 m³ / h and a pipe inside diameter of 2 cm, the pure filling time of the process water pipe is 0.6 sec per meter pipe length. For the selected example, this is to be regarded as the minimum term. In order to also cover the heating of the pipe material, the running time must be extended by a factor of 3. The time t3-t1 until the pump is switched on again is then dependent on the quality of the thermal insulation of the hot water pipe. If the hot water pipe is insulated in accordance with the heating system regulation, the duration t3-t1 for the given example is 30 minutes.

Erläuterung der Steuerung gemäß Fig. 3:
Die Umwälzpumpe 11 ist in die Zirkulationsleitung 12 einge­ baut. In der Brauchwasserleitung 13 sind der Temperaturfühler 14 und die Zapfstelle 15 eingebaut. Wird die Zapfstelle 15 geöffnet, registriert der Temperaturfühler 14 durch das vom Wassererwärmer einströmende Brauchwasser eine erhöhte Tempe­ ratur T1 als Schaltsignal. Das Signal des Temperaturfühlers 14 setzt über das geschlossene Relais 16 das Zeitrelais 17 in Gang, welches das Schütz 18 schließt und dadurch die Um­ wälzpumpe 11 für eine vorgegebene Zeit in Betrieb nimmt, die erforderlich ist, um die Brauchwasserleitung 13 mit warmem Wasser zu füllen. Registriert der Temperaturfühler 14 eine Temperatur T2, welche höher ist als T1, als Schaltsignal, wird das Relais 16 geöffnet. Das Relais 16 bleibt oberhalb einer Temperatur T3, welche um eine Schaltdifferenz ΔT nie­ driger ist als T2 und unter der Temperatur T1 liegt, ge­ öffnet. Dadurch wird bei kurz aufeinanderfolgenden Zapfvor­ gängen das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 11 verhindert.
Explanation of the control according to FIG. 3:
The circulating pump 11 is built into the circulation line 12 . The temperature sensor 14 and the tap 15 are installed in the service water line 13 . If the tap 15 is opened, the temperature sensor 14 registers an increased temperature T1 as a switching signal by the hot water flowing in from the water heater. The signal of the temperature sensor 14 sets on the closed relay 16, the timing relay 17 in motion, which closes the contactor 18 and thereby the order circulating pump 11 for a predetermined time, which is required to fill the hot water line 13 with warm water. If the temperature sensor 14 registers a temperature T2, which is higher than T1, as a switching signal, the relay 16 is opened. The relay 16 remains above a temperature T3, which is never less than T2 by a switching difference ΔT and is below the temperature T1, opens ge. This prevents the recirculation pump 11 from being switched on again in short successive Zapfvor gears.

Der hier vorgesehene Einbau der Umwälzpumpe in die Zirkulationsleitung ist nicht zwingend, sondern folgt den ge­ genwärtigen Gepflogenheiten. Vorteilhafter ist es die Umwälzpumpe in die Brauchwasserleitung einzubauen, weil dann der Temperaturfühler in die Umwälzpumpe integriert werden kann, wodurch zusätzliche Montagearbeiten entfallen.The proposed installation of the circulation pump in the Circulation management is not mandatory, but follows the ge current customs. It is more advantageous Install the circulation pump in the domestic water pipe because then the temperature sensor can be integrated into the circulation pump can, which eliminates additional assembly work.

Der Funktionsablauf gemäß Fig. 4 ist folgender:
Zum Zeitpunkt t0 sind die Zapfstelle 15 und das Relais 16 geschlossen. Nach dem Öffnen der Zapfstelle wird das Schütz 18 zum Zeitpunkt t1, wenn die Temperatur T1 erreicht ist, durch das Zeitrelais 17, für die Dauer t3-t1 geschlossen und die Umwälzpumpe 11 geht für die gleiche Dauer in Betrieb. Bei Erreichen der Temperatur T2<T1 zum Zeitpunkt t2 wird das Relais 16 geöffnet und bleibt so lange offen, bis die Temperatur des Mediums zum Zeitpunkt t4 auf T3<T1 abgesunken ist. Dadurch wird das Wiedereinschalten der Umwälzpumpe 11 bei wiederholtem Öffnen der Zapfstelle 15, oberhalb der Temperatur T3, verhindert. Bei Einhaltung der durch die Heizungsanlagen-Verordnung vorgeschriebenen Brauchwasser­ temperatur von 60°C haben die Schalttemperaturen bei­ spielhaft folgende Werte:
. The operational sequence shown in Fig 4 is as follows:
At time t0, the tap 15 and the relay 16 are closed. After the tap has been opened, the contactor 18 is closed by the time relay 17 at the time t1, when the temperature T1 is reached, for the duration t3-t1 and the circulation pump 11 goes into operation for the same duration. When temperature T2 <T1 is reached at time t2, relay 16 is opened and remains open until the temperature of the medium has dropped to T3 <T1 at time t4. This prevents the circulation pump 11 from being switched on again when the tap 15 is opened repeatedly, above the temperature T3. If the hot water temperature of 60 ° C prescribed by the heating system regulation is observed, the switching temperatures have the following values:

T1 = 50°C, T2 = 55°C, T3 = 45°C.T1 = 50 ° C, T2 = 55 ° C, T3 = 45 ° C.

Claims (5)

1. Bedarfssteuerung für Umwälzpumpe, gekennzeichnet durch ein oder mehrere Mittel zur Aufnahme von Schaltsignalen aus dem Medium, Nutzung des Mediums als Signalleitung und einer oder mehrerer Zapfstellen als Schalter.1. Demand control for circulation pump, characterized by one or more means for receiving switching signals from the medium, use of the medium as a signal line and one or more tapping points as switches. 2. Bedarfssteuerung für Umwälzpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Mittel zur Aufnahme von Schaltsignalen die Strömung oder das Strömungs­ geräusch oder den Druck, oder die Temperatur erfaßt.2. Demand control for circulation pump according to claim 1, characterized in that each means of admission of switching signals the flow or the flow noise or pressure, or temperature detected. 3. Bedarfssteuerung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch Mittel, welche die Umwälzpumpe nach einer be­ stimmten Laufzeit ausschalten.3. Demand control according to claim 1 and 2, characterized by means which the circulation pump after a be turn off agreed runtime. 4. Bedarfssteuerung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel, welche das Wiedereinschalten für eine bestimmte Zeit verhindern.4. Demand control according to claim 3, characterized by Means which the restart for a particular Prevent time. 5. Bedarfssteuerung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Mittel, welche das Wiedereinschalten oberhalb einer bestimmten Temperatur des Mediums verhindern.5. Demand control according to claim 3, characterized by Means which the restarting above one prevent certain temperature of the medium.
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